粉末性能及其测定.ppt

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1、第三章粉末性能及其测定第一节粉末及粉末性能一、粉末体通常把固态物质按分散程度不同分成致密体、粉末体和胶体三类大小在1毫米以上的称为致密体或常说的固体，0.1微米以下的称为胶体微粒，而介于二者的称为粉末体。粉末冶金用的原料粉末基本上在粉末体的范围内，但在特殊情况下，也用毫米级以上的粗颗粒，称为颗粒冶金；同时，0.1微米以下的超细粉末的应用也日渐增加粉末体简称粉末粉末是由大量的粉末颗粒组成的一种分散体系，其中的颗粒彼此可分离。粉末是由大量的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。普通的固体或致密体则是一种晶粒的集合体。粉末与致密体的区别致密固体内，晶粒之间没有宏观的孔隙，靠原子间

2、的键力联结。粉末体内，颗粒之间有许多的小孔隙，而且联结面很小，面上的原子间不能形成强的键力。粉末不像致密体那样具有固定的形状，而表现为与液体相似的流动性。然而由于颗粒间相对移动时存在摩擦，粉末的流动性又是有限的。1．颗粒聚集状态粉末中能分开，并独立存在的最小实体称为单颗粒。单颗粒如果以某种方式聚集，就构成所谓的二次颗粒，其中的原始颗粒就称为一次颗2．颗粒结晶构造金属及多数非金属颗粒都是结晶体，但颗粒的外形却不总与其特定的晶型相一致。制粉工艺对颗粒的晶体结构起着主要的作用。一般说，颗粒具有多晶结构，而晶粒大小取决于工艺特点和条件；对于极细的粉末，可能出现单晶颗粒，纳米粉末一般

3、为单晶。粉末颗粒晶体的严重不完整性粉末颗粒实际结构的复杂性还表现为：存在许多结晶缺陷，如空隙、畸变、夹杂等。从更微观的角度看，粉末晶体由于严重的点阵畸变，有较高的空位浓度和位错密度。粉末总是贮存了较高的晶格畸变能，具有较高的活性。3．表面状态粉末颗粒细，有发达的外表面；同时粉末颗粒的缺陷多，内表面也相当大。粉末发达的表面积贮藏着高的表面能，对于气体、液体或微粒表现出极强的吸附能力。超细粉末容易自发地聚集成二次颗粒并在空气中极易氧化或自燃。可以看到的明显表面，包括颗粒表面所有宏观的凸起和凹进的部分以及宽度大于深度的裂隙。外表面:内表面：包括深度超过宽度的裂隙、微缝以及与颗粒外

4、表面连通的孔隙、空腔等的壁面，但不包括封闭在颗粒内的潜孔。三.粉未性能粉末是颗粒与颗粒间的空隙所组成的分散体系研究粉末体时，应分别研究属于单颗粒、粉末体以及粉末体的孔隙等的一切性质。(1)单颗粒的性质1)由粉末材料所决定的性质：点阵构造、理论密度、熔点、塑性、弹性、电磁性质，化学成分。2)由粉末生产方法所决定的性质：粒度、颗粒形状、密度、表面状态、晶粒结构、点阵缺陷、颗粒内气体含量、表面吸附的气体与氧化物、活性。（2）粉末体的性质除了单颗粒的性质以外，还有：平均粒度粒度组成比表面松装密度、摇实密度、流动性。颗粒间的摩擦状态。(3)粉末的孔隙性质总孔隙体积P、颗粒间的孔隙体积

5、P1颗粒内孔隙的体积P2＝P－P1颗粒间的孔隙数量n平均孔隙大小P1／n孔隙大小的分布、孔隙形状第二节粉末性能及其检测粉末性能包括：粉末的化学性能粉末的物理性能粉末的工艺性能1．化学成分粉末的化学成分应包括主要金属的含量和杂质的含量杂质主要指：(1)与主要金属结合，形成固溶体或化合物的金属或非金属成分，如还原铁粉中的Si,Mn，C，P，O等；(2)从原料和从粉末生产过程中带进的机械夹杂，如SiO2Al2O3、硅酸盐、难熔金属或碳化物等酸不溶物；(3)粉末表面吸附的氧、水和共它气体(N2,CO2)制粉工艺带进的杂质有：水溶液电解粉末中的氢，气体还原粉末中溶解的碳、氮或氢。粉末

6、化学成分的检测化学成分检测同金属检测方法氢损金属粉末的试样在纯氢气流中燃烧足够长时间(铁粉为1000—1050℃，1时；铜粉为875℃，半小时)。金属粉末的氧含量，除采用库仑分析仪测定全氧量外，可测氢损。可被氢还原的金属氧化物的那部分氧含量，适用于工业铁、铜、钨、铝、镍、钴等粉末。粉末中的氧被还原生成水蒸气，某些元素(C，S)与氢生成挥发的化合物，与挥发性金属(Zn、Cd、Pb)一同排出，测得试样粉末的重量损失，称为氢损。氢损的计算2．物理性能粉末的物理性能可以包括：颗粒形状与结构，颗粒大小和粒度组成，比表面积，颗粒的密度、显微硬度；光学和电学性质；熔点、比热、蒸气压等热学

7、性质；内颗粒内部结构决定的x射线、电子射线的反射和衍射性质，磁学与半导体性质等。(1)颗粒形状颗粒形状直接影响粉末的流动性、松装密度、气体透过性，对压制性与烧结体强度均有显著影响。观察和研究颗粒的形状和表面结构，可以来用光学显微镜、电子透射显微镜与扫描电镜。颗粒形状，可以笼统地划分为规则形状和不规则形状两大类。颗粒形状与粉末生产方法的关系颗粒形状的检测方法用显微镜观察光学显微镜扫描电镜透射电镜显微镜的分辨能力无规则形状粉末(2)颗粒密度与颗粒外表面相通，叫做开孔或半开口(一端相通)。颗粒内不与外表面相通的潜孔叫做闭